一种基于体感技术的智能教室教学系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于体感技术的智能教室教学系统，包括显示模块、语音提示模块、图像识别模块、控制模块、数据库模块、数据处理模块、检测模块、无线通信模块；同时也公开了基于该系统的教学管理方法，将图像识别技术、体感技术与智能教室教学系统相结合，利用图像识别技术鉴别用户身份，并识别用户的非正常行为；利用体感技术带给学生非凡的3D虚拟课堂体验，提高课堂效率。本发明主要面向小学生，帮助小学生改善不良坐姿，利用先进的体感技术提高学生自主学能力和自我表达能力，实现了真正的无人监考。

主权项

一种基于体感技术的智能教室教学系统，其特征在于：包括后台管理系统、教室可控设备管理系统；所述后台管理系统包括后台数据库模块、后台数据处理模块、后台无线通信模块和后台控制模块；所述教室可控设备管理系统包括智能触摸屏黑板、智能课桌、电灯、门、窗、摄像机和电子发生器；所述智能课桌包括课桌显示模块、课桌语音提示模块、课桌图像识别模块、课桌数据库模块、课桌数据处理模块、课桌检测模块、课桌控制模块和课桌无线通信模块；智能触摸屏黑板包括黑板显示模块、黑板语音提示模块、黑板图像识别模块、黑板数据库模块、黑板数据处理模块、黑板检测模块、黑板控制模块和黑板无线通信模块；所述电灯包括电灯检测模块和电灯无线通信模块；所述门包括门检测模块和门无线通信模块，所述窗包括窗检测模块和窗无线通信模块；所述摄像机包括摄像机检测模块和摄像机无线通信模块；所述电子发生器包括发生器数据库模块、发生器数据处理模块、发生器检测模块和发生器无线通信模块；所述后台数据库模块用于保存学生信息、教师信息、课程信息、学校通知；所述学生信息包括学生的学号、姓名等学籍信息和成绩、奖惩、等级、出勤的表现记录；所述教师信息包括姓名、授课情况、出勤的信息；所述课程信息包括作业、课件、学期课表安排与计划、教室分配；所述学校通知包括学校开展的活动、学校政策；所述后台数据处理模块用于统计全部学生、老师出勤情况、对数据库中的信息增删查改；所述后台控制模块用于控制教室可控设备的启停与调节；所述黑板显示模块用于显示课程相关资料； 所述黑板语音提示模块用于提示考试开始和结束和课堂信息；所述课堂信息包括学生坐姿、考试开始与结束；所述黑板图像识别模块用于指纹识别老师的身份、识别于学生上课或考试期间非正常行为； 所述黑板数据库模块用于保存教师出勤情况、学生课堂表现情况、教师课件的学习资料；所述黑板数据处理模块用于教师对学习资料修改、学生课堂表现的记录； 所述黑板检测模块用于检测教师授课时肢体动作的物理参数和人体映像，为体感技术采集信息；所述物理参数包括加速度、角速度和磁场； 所述黑板控制模块根据检测模块的检测结果控制黑板上图片旋转、翻页，从而呈现物体的3D效果； 所述课桌显示模块用于显示教室课堂内容、学生笔记、作业、试卷； 所述课桌语音提示模块用于指导学生收拾课桌步骤、提示是否需要打包课件、作业； 所述课桌图像识别模块用于识别学生上课或考试期间非正常行为、指纹识别老师的身份； 所述课桌数据库模块用于保存学生出勤情况、教师课件、学生笔记、作业的学习资料；所述课桌数据处理模块用于统计学生出勤情况并支持学生对学习资料修改、做笔记、做作业；所述课桌检测模块用于检测学生周围温度和学生的肢体动作的物理参数和人体映像，为体感技术采集信息；所述物理参数包括加速度、角速度和磁场； 所述课桌控制模块根据课桌检测模块的检测结果控制课桌显示模块上图片旋转、翻页，从而呈现物体的3D效果；所述电灯检测模块、门检测模块、窗检测模块用于检测当前工作状态，方便后台管理系统的控制； 所述摄像机检测模块用于图像识别学生考试期间非正常行为和当前工作状态；所述发生器检测模块用于识别噪声是否超出指标；所述发生器数据库模块用于保存检测到的噪声频谱的结果；  所述发生器数据处理模块用于根据数据库中保存的噪声信息，产生与噪声相位反相180度的声音，有效消除噪声； 所述各个系统的无线通信模块用于后台管理系统和教室可控设备管理系统的通信。